EP0171059B1 - Dispositif de supportage d'une tuyauterie de faible épaisseur - Google Patents

Dispositif de supportage d'une tuyauterie de faible épaisseur Download PDF

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EP0171059B1
EP0171059B1 EP85109865A EP85109865A EP0171059B1 EP 0171059 B1 EP0171059 B1 EP 0171059B1 EP 85109865 A EP85109865 A EP 85109865A EP 85109865 A EP85109865 A EP 85109865A EP 0171059 B1 EP0171059 B1 EP 0171059B1
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pipe
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articulated
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EP85109865A
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Jean-Jacques Marsault
Jean-Pierre Peyrelongue
Gérard Vallee
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Stein Industrie SA
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    • F16L59/135—Hangers or supports specially adapted for insulated pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L3/00—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets
    • F16L3/16—Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets with special provision allowing movement of the pipe
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10T24/14—Bale and package ties, hose clamps
    • Y10T24/1457—Metal bands
    • Y10T24/1484—Spring closed band clamp

Definitions

  • the present invention relates to a device for supporting a pipe of small thickness compared to its diameter and subjected to significant temperature variations and to a radial tensile force of known direction, comprising support cradles, of internal profile with radius of curvature close to that of the piping, a rigid half-collar arranged around the piping and spaced from its periphery, and on which is fixed at least one cradle, at least one arm articulated on one end of the half-collar and on which is fixed at least one other cradle.
  • the Applicant has proposed in its patents FR-A-2 443 011 and FR-A-2 499 202 devices which are suitable in particular for supporting or fixing pipelines for transporting liquid sodium in nuclear power plants with a breeder reactor.
  • These devices include force recovery members welded to the piping, formed by circular tabs which engage in holes in elastic blades welded at at least one of their ends to radial bars secured to a rigid collar. surrounding the piping. They require a relatively large number of welds, so that their installation is long and expensive.
  • the Applicant has also proposed in its patent application FR-A-2,565,316 a device which maintains the piping without play and without generating excessive stresses therein, whatever the diametrical expansions and applied forces, without requiring recovery devices. of welded force on the piping, which is easy and quick to set up, and which allows adjustment of the degree of tightening of the piping.
  • the latter device is designed for fixing a pipe subjected to significant temperature variations and to radial forces of any orientation. It is a fortiori suitable for supporting piping subjected to significant temperature variations and to a radial tensile force of known direction. But it is a bit complex.
  • Document US-A-1,735,192 describes a device for supporting a pipe of small thickness compared to its diameter, and subjected to significant temperature variations and to a radial tensile force of known direction. It includes support cradles with an internal profile with a radius of curvature close to that of the piping, a rigid half-collar disposed around the piping and spaced from its periphery and on which a cradle is fixed, and an articulated arm on one end. of the half-collar and on which is fixed another cradle. The end of this arm opposite to its articulation is biased towards the corresponding end of the half-collar by a tightening bolt provided with an opposing spring.
  • Such a device does not make it possible to support piping of small thickness compared to its diameter without imparting to it a certain ovalization, due to the asymmetry of the forces which it exerts on the piping. It requires precise control of the tightening force exerted on the connecting bolt between the half-collar and the articulated arm, otherwise there is a risk of subjecting the piping to permanent deformation.
  • the object of the present invention is to provide a device for supporting such a pipe, which maintains the latter without play and without generating excessive stresses liable to deform it permanently and in particular to ovalize it, whatever the expansions. diametral and the radial tensile force applied in a known direction, which is easy and quick to set up, and which allows the insulation of the piping even at the place where it is arranged.
  • the device according to the invention is characterized in that at least two cradles are fixed on the rigid half-collar, in that it comprises two symmetrical arms each articulated on one of the ends of the half-collar, and on each which is fixed at least one other cradle, and in that it further comprises a connecting device formed by two other arms articulated on the one hand on the preceding arms, on the other hand on an axis on which is exerted l '' radial tensile force applying a clamping on the piping independently of the expansions of the piping.
  • the figure shows the device in diametral section (along a straight section of the piping).
  • the piping 1 of large diameter, of the order of 700 to 1000 mm, and of small wall thickness, of 10 to 20 mm, is enclosed by four cradles 2A, 2B, 2C, 2D, distributed regularly around its periphery, with a radius of curvature slightly greater than that of cold piping, and which may be equal to the maximum radius of hot piping .
  • the lower cradles 2A, 2B are secured by means of pivot axes 3A, 3B of a rigid half-collar 7.
  • the other two cradles 2C, 2D are secured by means of pivots 4A, 4B of two arms 5A, 5B articulated at 6A, 6B on the rigid half-collar 7.
  • All the cradles are coated on their face on the side of the piping with a layer 8 of material susceptible to elastic crushing and resistant to heat, such as a knitted fabric compressed with a fine stainless steel wire, which withstands 500 ° C while retaining its properties.
  • a connecting device consisting of two arms 9A and 9B articulated at 10 and integral with the articulated arms 5A and 5B by means of the pivots 4A and B, tends to bring the articulated arms 5A and 5B closer in so far as the angle formed by arms 9A and 9B with respectively 5A and 5B is chosen correctly.
  • This makes it possible to apply the cradles 2C and 2D to the pipework with a clamping force dependent on the tensile force applied at 10 and on the geometrical characteristics of the support device.
  • a yoke 11 integral with the pivot 10 allows the attachment of the support device to a support member 12 such as variable or constant supports.
  • the piping is surrounded by a thermal insulation 13 in which the cradles, the half-collar, the arms 5A and 5B and most of the arms 9A and 9B are embedded, and outside of which only the yoke 11 and the pivot 10.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de supportage d'une tuyauterie d'épaisseur faible par rapport à son diamètre et soumise à des variations de température importantes et à un effort de traction radial de direction connue, comprenant des berceaux de support, de profil interne à rayon de courbure voisin de celui de la tuyauterie, un demi-collier rigide disposé autour de la tuyauterie et espacé de son pourtour, et sur lequel est fixé au moins un berceau, au moins un bras articulé sur une extrémité du demi-collier et sur lequel est fixé au moins un autre berceau.
  • La Demanderesse a proposé dans ses brevets FR-A-2 443 011 et FR-A-2 499 202 des dispositifs qui conviennent notamment pour le supportage ou la fixation de tuyauteries de transport de sodium liquide dans des centrales à réacteur nucléaire surrégénérateur.
  • Ces dispositif comportent des organes de reprise d'efforts soudés sur la tuyauterie, formés par des taquets circulaires venant s'engager dans des trous de lames élastiques soudées à l'une au moins de leurs extrémités à des fers radiaux solidaires d'un collier rigide entourant la tuyauterie. Ils nécessitent un nombre de soudures relativement important, de sorte que leur mise en place est longue et onéreuse.
  • La Demanderesse a également proposé dans sa demande.de brevet FR-A-2 565 316 un dispositif qui maintient la tuyauterie sans jeu et sans y engendrer de contraintes excessives, quels que soient les dilatations diamétrales et efforts appliqués, sans nécessiter des dispositifs de reprise d'effort soudés sur la tuyauterie, qui est d'une mise en place facile et rapide, et qui permet un réglage du degré de serrage de la tuyauterie.
  • Ce dernier dispositif est conçu pour la fixation d'une tuyauterie soumise à des variations de températures importantes et à des efforts radiaux d'orientation quelconque. Il convient a fortiori pour le supportage d'une tuyauterie soumise à des variations de températures importantes et à un effort de traction radial de direction connue. Mais il est un peu complexe.
  • Le document US-A-1 735192 décrit un dispositif de supportage d'une tuyauterie d'épaisseur faible par rapport à son diamètre, et soumise à des variations de température importantes et à un effort de traction radial de direction connue. Il comprend des berceaux de support de profil interne à rayon de courbure voisin de celui de la tuyauterie, un demi-collier rigide disposé autour de la tuyauterie et espacé de son pourtour et sur lequel est fixé un berceau, et un bras articulé sur une extrémité du demi-collier et sur lequel est fixé un autre berceau. L'extrémité de ce bras opposée à son articulation est sollicitée vers l'extrémité correspondante du demi-collier par un boulon de serrage muni d'un ressort antagoniste.
  • Un tel dispositif ne permet pas de supporter une tuyauterie d'épaisseur faible par rapport à son diamètre sans imprimer à celle-ci une certaine ovalisation, du fait de la dissymétrie des efforts qu'il exerce sur la tuyauterie. Il nécessite un contrôle précis de l'effort de serrage exercé sur le boulon de jonction entre le demi-collier et le bras articulé, sous peine de risquer de soumettre la tuyauterie à une déformation permanente.
  • La présente invention a pour but de procurer un dispositif de supportage d'une telle tuyauterie, qui maintienne celle-ci sans jeu et sans engendrer de contraintes excessives susceptibles de la déformer de façon permanente et notamment de l'ovaliser, quels que soient les dilatations diamétrales et l'effort de traction radial appliqué dans une direction connue, qui soit de mise en place facile et rapide, et qui permettre le calorifugeage de la tuyauterie même à l'endroit où il est disposé.
  • Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins deux berceaux sont fixés sur le demi-collier rigide, en ce qu'il comporte deux bras symétriques articulés chacun sur i'une des extrémités du demi-collier, et sur chacun desquels est fixé au moins un autre berceau, et en ce qu'il comporte en outre un dispositif de liaison formé de deux autres bras articulés d'une part sur les bras précédents, d'autre part sur un axe sur lequel s'exerce l'effort de traction radial appliquant un serrage sur la tuyauterie indépendamment des dilatations de la tuyauterie.
  • Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes :
    • - Le rayon de courbure du profil interne des berceaux est légèrement supérieur à celui de la tuyauterie à froid.
    • - Les berceaux sont revêtus sur leur face de contact avec la tuyauterie d'une couche d'un matériau susceptible d'un écrasement élastique et résistant à la chaleur.
    • - Le matériau susceptible d'un écrasement élastique est un tricot comprimé d'un fil métallique fin.
    • - Les berceaux sont fixés à pivotement sur le demi-collier rigide et sur les bras articulés.
    • - Les berceaux, le demi-collier et les bras articulés sont disposés à l'intérieur d'un calorifuge entourant la tuyauterie, et le dispositif de liaison ressort à l'extérieur de ce calorifuge.
    • - Le dispositif de liaison est relié à des organes de supportage statique par une chape fixée sur lui-même.
  • Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé, un dispositif de supportage d'une tuyauterie de transport de métal alcalin fondu, tel que du sodium, pour centrale de production d'électricité à réacteur surrégénérateur. On sait que la température de telles tuyauteries peut varier très rapidement, de 100° ou 200 °C en quelques minutes.
  • La figure représente le dispositif en coupe diamétrale (selon une section droite de la tuyauterie).
  • La tuyauterie 1 de grand diamètre, de l'ordre de 700 à 1000 mm, et de faible épaisseur de paroi, de 10 à 20 mm, est enserrée par quatre berceaux 2A, 2B, 2C, 2D, répartis régulièrement sur son pourtour, de rayon de courbure légèrement supérieur à celui de la tuyauterie à froid, et pouvant être égal au rayon maximal de la tuyauterie à chaud. Les berceaux inférieurs 2A, 2B sont solidaires par l'intermédiaire d'axes de pivotement 3A, 3B d'un demi-collier rigide 7. Les deux autres berceaux 2C, 2D sont solidaires par l'intermédiaire de pivots 4A, 4B de deux bras 5A, 5B articulés en 6A, 6B sur le demi-collier rigide 7. Tous les berceaux sont revêtus sur leur face du côté de la tuyauterie d'une couche 8 de matériau susceptible d'écrasement élastique et résistant à la chaleur, tel qu'un tricot comprimé d'un fil fin d'acier inoxydable, qui résiste à 500 °C an conservant ses propriétés.
  • Un dispositif de liaison, constitué de deux bras 9A et 9B articulés en 10 et solidaires des bras articulés 5A et 5B par l'intermédiaire des pivots 4A et B, tend à rapprocher les bras articulés 5A et 5B dans la mesure où l'angle formé par les bras 9A et 9B avec respectivement 5A et 5B est choisi correctement. Ceci permet d'appliquer les berceaux 2C et 2D sur la tuyauterie avec une force de serrage dépendant de la force de traction appliquée en 10 et des caractéristiques géométriques du dispositif de supportage.
  • Une chape 11 solidaire du pivot 10 permet l'accrochage du dispositif de supportage à un organe de supportage 12 tel que des supports variables ou constants.
  • La tuyauterie est entourée d'un calorifuge 13 dans lequel sont noyés les berceaux, le demi-collier, les bras 5A et 5B et la majeure partie des bras 9A et 9B, et à l'extérieur duquel se trouvent seuls la chape 11 et le pivot 10.
  • On voit que si la tuyauterie vient à se dilater ou à se contracter radialement par suite d'un changement de température du métal liquide qui y circule, le maintien rigide sans jeu de la tuyauterie est conservé par l'action de la force F.
  • La possibilité de pivotement autour des axes 3A, 3B, 4A, 4B laissée aux berceaux 2A, 2B, 2C, 2D permet de conserver un contact centré entre la tuyauterie et ces berceaux quels que soient les écarts de forme de la tuyauterie et les petites déformations thermiques du demi-collier 7. Par ailleurs, la disposition des quatre berceaux à 90° les uns des autres permet de compenser une tendance à l'ovalisation de la tuyauterie sous l'effort de serrage.
  • Bien que le dispositif qui vient d'être décrit en référence à la figure du dessin paraisse la forme de réalisation préférable de l'invention, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de cette dernière, certains organes pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, le nombre de berceaux peut être modifié. Le demi-collier pourrait occuper une fraction du pourtour de la tuyauterie supérieure ou inférieure à 180°. Le nombre de bras articulés pourrait être supérieur.

Claims (7)

1. Dispositif de supportage d'une tuyauterie d'épaisseur faible par rapport à son diamètre et soumise à des variations de température importantes et à un effort de traction radial (F) de direction connue, comprenant des berceaux de support (2A, 2B, 2C, 2D), de profil interne à rayon de courbure voisin de celui de la tuyauterie, un demi-collier (7) rigide disposé autour de la tuyauterie et espacé de son pourtour, et sur lequel est fixé au moins un berceau, au moins un bras articulé sur une extrémité du demi-collier et sur lequel est fixé au moins un autre berceau, caractérisé en ce qu'au moins deux berceaux (2A, 2B) sont fixés sur le demi-collier rigide (7), en ce qu'il comporte deux bras (5A, 5B) symétriques articulés chacun sur l'une des extrémités du demi-collier, et sur chacun desquels est fixé au moins un autre berceau (2C, 2D), et en ce qu'il comporte en outre un dispositif de liaison (9A, 9B, 10, 11) formé de deux autres bras articulés (9A, 9B) d'une part sur les bras précédents, d'autre part sur un axe (10) sur lequel s'exerce l'effort de traction radial (F) appliquant un serrage sur la tuyauterie indépendamment des dilatations de la tuyauterie.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon de courbure du profil interne des berceaux (2A, 2B, 2C, 2D) est légèrement supérieur à celui de la tuyauterie à froid.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les berceaux sont revêtus sur leur face de contact avec la tuyauterie d'une couche (8) d'un matériau susceptible d'un écrasement élastique et résistant à la chaleur.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau susceptible d'un écrasement élastique est un tricot comprimé d'un fil métallique fin.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les berceaux sont fixés à pivotement (3A, 3B, 4A, 4B) sur le demi-collier rigide (7) et sur les bras articulés (5A, 5B).
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les berceaux, le demi-collier et les bras articulés sont disposés à l'intérieur d'un calorifuge (13) entourant la tuyauterie.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif de liaison est relié par une chape (11) à un organe de supportage statique (12).
EP85109865A 1984-08-08 1985-08-06 Dispositif de supportage d'une tuyauterie de faible épaisseur Expired EP0171059B1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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FR8412539A FR2568976B1 (fr) 1984-08-08 1984-08-08 Dispositif de supportage d'une tuyauterie de faible epaisseur

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0171059A1 EP0171059A1 (fr) 1986-02-12
EP0171059B1 true EP0171059B1 (fr) 1989-04-26

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EP85109865A Expired EP0171059B1 (fr) 1984-08-08 1985-08-06 Dispositif de supportage d'une tuyauterie de faible épaisseur

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US (1) US4640480A (fr)
EP (1) EP0171059B1 (fr)
JP (1) JPS6148691A (fr)
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